Drinkwater van een consistente optimale kwaliteit, dat is het streven van onderzoekers als Alex van der Helm van DHV. "Je moet het proces door en door begrijpen."

Het terrein Weesperkarspel van Waternet, het drinkwaterbedrijf van Amsterdam en omgeving, ligt in het open land bij Weesp. Op het ruime terrein staan hier en daar lage gebouwtjes, waarvan het proeflaboratorium er één is. De ruime hal biedt onderdak aan experimentele opstellingen voor de drinkwaterzuivering. Het is tevens de werkplek van ir. Alex van der Helm. Hij ontwikkelde een betere ozonreiniging. In de hal is een kantoortje ingericht met op een computerbeeldscherm een weergave van het zuiveringsproces in de hal.Een zogenaamd modelgestuurd zuiveringssysteem is de droom van zowel onderzoekers als van waterleidingbedrijven. Iedere stap in het zuiveringsproces is daarbij wiskundig beschreven. Uiteindelijk wil men processen niet alleen beschrijven, maar ook volkomen automatisch aansturen op basis van de eisen die aan het drinkwater gesteld worden. Zo ver is het nog niet, maar het is wel het visioen van de drinkwatersector.Het onderzoeksprogramma draagt de naam ‘Promicit' (process modelling and intelligent control of integral watertreatment) Van der Helm is een van de onderzoekers. Hij werkt als adviseur drinkwater bij ingenieursbureau DHV en promoveert aanstaande maandag aan de sectie gezondheidstechniek van de Delftse faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen.Ozonreiniging, of ozonisatie, zoals Van der Helm het proces liever noemt, is een van de stappen in het drinkwaterzuiveringsproces. Andere stappen zijn onder meer coagulatie (zwevende stof binden en laten bezinken), ontharding (verwijderen van calcium), biologisch actieve koolfiltratie (zuivering van organisch materiaal) en langzame zandfiltratie (de finishing touch).Ozon (het oxiderende gas O3) doodt bacteriën in het water en breekt organische moleculen in stukken, waarna de biologisch actieve koolfiltratie ze verwijdert.Om zeker te zijn dat al het water voldoende wordt gedesinfecteerd, moet meer ozon worden toegevoegd dan chemisch noodzakelijk is. Binnen de waterzuivering worden namelijk als gevolg van ongelijkmatige menging of door bepaalde stromingspatronen, bepaalde delen van het water minder ontsmet dan andere. Om de desinfectie te garanderen wordt de hoeveelheid ozon die aan het water wordt toegevoegd, verhoogd.Het nadeel van meer ozon is de vorming van bromaat uit in het drinkwater aanwezig bromide. Bromaat is een stof die mogelijk carcinogeen is en waarvoor daarom in Nederland een krappe limiet van vijf microgram per liter is vastgesteld. Drinkwater van Waternet bevat nu maximaal drie microgram per liter, maar met de methode Van der Helm kan dit aandeel mogelijk tot een microgram per liter worden teruggebracht.Van der Helm bedacht en realiseerde een manier om het ozon beter door het water te mengen, waardoor minder ozon nodig is. Daartoe wordt een deelstroom van 5 tot 10 procent van de hoofdstroom afgetapt. Deze wordt ontdaan van bromide en organische stoffen om er probleemloos een hoge concentratie ozon in op te kunnen lossen. Vervolgens keert de zijstroom in de hoofdstroom terug en wordt daar met een ingenieus stelsel van schoepen intensief gemengd, zodat er geen concentratieverschillen optreden. Het gemixte water stroomt daarna als een prop door de buis, zodat er geen verschillen in de verblijftijd ontstaan. De methode is DOPFR (dissolved ozone plug flow reactor) genoemd en is gepatenteerd. Niet om er rijk mee te worden, maar om het principe ongestoord te kunnen doorontwikkelen naar volledige schaal.Bij de ontwikkeling van de nieuwe manier van ozonmenging stelde Van der Helm ook een wiskundige beschrijving van het proces op. Naast dit ozonmodel bestaan er ook modellen van de ontharding en de koolfiltratie. Die modellen zijn gekoppeld, en ze vormen een eerste aanzet tot een volledig model van de waterzuivering dat in de toekomst een meer constante drinkwaterkwaliteit moet waarborgen. Het 'Promicit'-programma wordt ondersteund door SenterNovem en is een samenwerking van DHV, Waternet, ABB en de TUDelft.Proefschrift: 'Integrated modelling of ozonation for optimization of drinking water treatment’, A.W.C. van der Helm, 2007.

Het terrein Weesperkarspel van Waternet, het drinkwaterbedrijf van Amsterdam en omgeving, ligt in het open land bij Weesp. Op het ruime terrein staan hier en daar lage gebouwtjes, waarvan het proeflaboratorium er één is. De ruime hal biedt onderdak aan experimentele opstellingen voor de drinkwaterzuivering. Het is tevens de werkplek van ir. Alex van der Helm. Hij ontwikkelde een betere ozonreiniging. In de hal is een kantoortje ingericht met op een computerbeeldscherm een weergave van het zuiveringsproces in de hal.Een zogenaamd modelgestuurd zuiveringssysteem is de droom van zowel onderzoekers als van waterleidingbedrijven. Iedere stap in het zuiveringsproces is daarbij wiskundig beschreven. Uiteindelijk wil men processen niet alleen beschrijven, maar ook volkomen automatisch aansturen op basis van de eisen die aan het drinkwater gesteld worden. Zo ver is het nog niet, maar het is wel het visioen van de drinkwatersector.Het onderzoeksprogramma draagt de naam ‘Promicit' (process modelling and intelligent control of integral watertreatment) Van der Helm is een van de onderzoekers. Hij werkt als adviseur drinkwater bij ingenieursbureau DHV en promoveert aanstaande maandag aan de sectie gezondheidstechniek van de Delftse faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen.Ozonreiniging, of ozonisatie, zoals Van der Helm het proces liever noemt, is een van de stappen in het drinkwaterzuiveringsproces. Andere stappen zijn onder meer coagulatie (zwevende stof binden en laten bezinken), ontharding (verwijderen van calcium), biologisch actieve koolfiltratie (zuivering van organisch materiaal) en langzame zandfiltratie (de finishing touch).Ozon (het oxiderende gas O3) doodt bacteriën in het water en breekt organische moleculen in stukken, waarna de biologisch actieve koolfiltratie ze verwijdert.Om zeker te zijn dat al het water voldoende wordt gedesinfecteerd, moet meer ozon worden toegevoegd dan chemisch noodzakelijk is. Binnen de waterzuivering worden namelijk als gevolg van ongelijkmatige menging of door bepaalde stromingspatronen, bepaalde delen van het water minder ontsmet dan andere. Om de desinfectie te garanderen wordt de hoeveelheid ozon die aan het water wordt toegevoegd, verhoogd.Het nadeel van meer ozon is de vorming van bromaat uit in het drinkwater aanwezig bromide. Bromaat is een stof die mogelijk carcinogeen is en waarvoor daarom in Nederland een krappe limiet van vijf microgram per liter is vastgesteld. Drinkwater van Waternet bevat nu maximaal drie microgram per liter, maar met de methode Van der Helm kan dit aandeel mogelijk tot een microgram per liter worden teruggebracht.Van der Helm bedacht en realiseerde een manier om het ozon beter door het water te mengen, waardoor minder ozon nodig is. Daartoe wordt een deelstroom van 5 tot 10 procent van de hoofdstroom afgetapt. Deze wordt ontdaan van bromide en organische stoffen om er probleemloos een hoge concentratie ozon in op te kunnen lossen. Vervolgens keert de zijstroom in de hoofdstroom terug en wordt daar met een ingenieus stelsel van schoepen intensief gemengd, zodat er geen concentratieverschillen optreden. Het gemixte water stroomt daarna als een prop door de buis, zodat er geen verschillen in de verblijftijd ontstaan. De methode is DOPFR (dissolved ozone plug flow reactor) genoemd en is gepatenteerd. Niet om er rijk mee te worden, maar om het principe ongestoord te kunnen doorontwikkelen naar volledige schaal.Bij de ontwikkeling van de nieuwe manier van ozonmenging stelde Van der Helm ook een wiskundige beschrijving van het proces op. Naast dit ozonmodel bestaan er ook modellen van de ontharding en de koolfiltratie. Die modellen zijn gekoppeld, en ze vormen een eerste aanzet tot een volledig model van de waterzuivering dat in de toekomst een meer constante drinkwaterkwaliteit moet waarborgen. Het 'Promicit'-programma wordt ondersteund door SenterNovem en is een samenwerking van DHV, Waternet, ABB en de TUDelft.Proefschrift: 'Integrated modelling of ozonation for optimization of drinking water treatment’, A.W.C. van der Helm, 2007.